数据竞争

不同的线程同时访问同一内存，且至少有一个是写。

• 两个内存访问在 “赛跑”，“跑赢” 的操作先执行
• 例子：共享内存上实现的 Peterson 算法

数据竞争 (cont'd)

“跑赢” 并没有想象中那么简单

• Weak memory model 允许不同观测者看到不同结果
• Since C11: data race is undefined behavior

数据竞争：例子

以下代码概括了你们遇到数据竞争的大部分情况

• 不要笑，你们的 bug 几乎都是这两种情况的变种

Case 1: 上错了锁

void T_1() { spin_lock(&A); sum++; spin_unlock(&A); }
void T_2() { spin_lock(&B); sum++; spin_unlock(&B); }

Case 2: 忘记上锁

void T_1() { spin_lock(&A); sum++; spin_unlock(&A); }
void T_2() { sum++; }

我的翻车现场

不同的线程同时访问同一内存，且至少有一个是写

void wait_next_beat(int expect) {
    // This is a spin-wait loop.
retry:
    mutex_lock(&lk);
    // This read is protected by a mutex.
    int got = n;
    mutex_unlock(&lk);

    // Case 2: 忘记上锁
    if (n != expect) goto retry;
}

• 实际不是忘记上锁，是用错了变量
• 更致命的：bug (error state) 很难触发 “Heisenbugs”

为什么不要笑？

实际系统面临更复杂的情况

• “内存” 可以是地址空间中的任何内存
  • 可以是全部变量
  • 可以是堆区分配的变量
  • 可以是栈
• “访问” 可以是任何代码
  • 可能发生在你的代码里
  • 可以发生在框架代码里
  • 可能是一行你没有读到过的汇编代码
  • 可能是一条 ret 指令

数据竞争：请大家记得

用锁保护好共享数据

消灭一切数据竞争